关于升降机基础受力计算分析

关于升降机基础受力计算分析
摘要：山东临沂银河中央公园16～21#楼施工电梯（升降机）基础位于车库网梁叠合箱楼盖之上，本文现根据实际情况对车库肋梁、框架梁及框支柱的受力进行分析。

关健词：混凝土框架梁叠合箱肋梁
主要受力构件简介
肋梁采用C30混凝土，截面尺寸120*650mm,跨中上部钢筋采用212
，支座处上部钢筋214+212，下部钢筋采用228；箍筋采用φ6@100/200；叠合箱尺寸为1.0m*1.0m*0.65m；框架梁采用C30混凝土，轴线间距为8.0m，截面尺寸580*650mm，柱轴线2.5m范围内截面尺寸为1200*650mm，跨中上部钢筋采用422，支座处上部钢筋为1222，底部钢筋采用722；柱子采用C35，S6混凝土，截面尺寸为600*600mm，全部主筋为425+820 ，箍筋为φ8@100/200(4)；基础采用为承台梁、预制管桩。

建立受力模型
升级机基础为C30混凝土现浇构件，截面尺寸为4.2m*5.6m*0.3m，内
设φ8@300*300双层双向钢筋网，放置位置见下图。

叠合箱放置在肋梁之间可视为柔性铰结，可假定叠合箱顶盖在外力作
用下有微小位移，施工荷载通过升降机底座直接传给肋梁，再通过框架梁、柱子、承台梁把力传给桩基。

框架梁、柱子、承台梁含钢量较大，计算时可按刚结考虑。

承台梁、管桩承载力远远大于外荷载因此计算略。

现主要计算肋梁、框架梁、框支柱在升降机影响下的车库受力状态。

结合网梁楼盖截面受力，根据最小抵抗截面原理可对实际受力构件可
做以下简化：
车库网梁楼盖及升降机基础平面图
肋梁受力计算
分析荷载
荷载由升降机基础荷载、升降机自身荷载、载重荷载及重物提升时
的动力荷载及肋梁自重（叠合箱重量可忽略不计）组成。

基础荷载：
P1=0.33*4.2*5.6*2.5+(4.2/0.3)*5.6*2*2*0.395/1000
=19.4+0.123=19.52T=195.2KN
升降机自身荷载P2：
采用SCD200/200型升降机,升90m，每个标准节0.163T,长1.508m共9.78 T，吊笼每个1.5T共3T,额定载重量为每个吊笼2 T。

P2=（9.78+1.5）*1.1=12.41T=124.1KN（注1.1为风险系数）
载重荷载P3=吊笼重量+额定载重量=3+4=7 T =70KN
动力荷载P4：根据SC200/200施工升降机技术参数，升降速度为34m/min 即0.57m/s, 设0.2s内到额定速率，加速度a=v/t=0.57/0.2=2.83；F=mg+ma=m(9.8+2.83)；有动力荷载引起的荷载增加系数μ=(F-mg)mg=2.83/9.8=0.28。

为增加车库网梁受力的保险系数，取动力荷载增加系数μ=0.4.
P4=70KN*0.4=28 KN
P静= P1 +P2=195.2+124.1=319.3KN；P动= P3 +P4=70+28=98 KN
P= 1.2 P静+1.4P动=319.3*1.2+98*1.4=520.36KN
在承载升降基础受力范围内共有5.6*4+4.2*5=43.4m肋梁，
平均每延米肋梁承担重量qL1=520.36/43.4=11.98KN/；
肋梁自身线荷载qL2=0.12*0.65*2.5*1.2=2.34 KN/m
（注1.2为静荷载分项系数）
肋梁承受线荷载合计qL=11.98KN/m+2.34 KN/m=14.32 KN/m
受力分析
可假定为升降机基础将荷载均匀的传递到肋梁上，肋梁将力传至
框架梁上，由于框架梁抗扭刚度较大，可假设为刚节点，根据最小抵抗截面原理，现计算长跨肋梁受力。

根据计算弯矩图、剪力图如下：
弯矩图单位KN.M
剪力图单位KN
考虑到到内力从分布，对受力构件进行调幅，调幅系数取β=0.15。

调幅后支座处的弯矩：
M支座=（1-β）ME=0.95*68.61=65.18KN.M
调幅后跨中弯矩：
根据计算M0=104.79 KN.M，（M0为两端为简支时，跨中弯矩）
1.02 M0－1/2 (Ml＋Mr）=41.71 KN.M＞36.18 KN.M。

故M跨中41.71 KN.M
截面抵抗验算
根据施工图纸肋梁截面采用C30混凝土，宽0.12m,高0.65m；上部钢筋采用212，附加筋214；下部钢筋采218；箍筋采用φ6@100/200。

(1)、支座处负弯矩验算
fc=14.3N/㎜2 f＇y= fy=360N/㎜2
αs=25+12+25=62mm；h0=650-62=588 mm
由式α1 fcbx+ f＇yA＇S= fyAS由得
x=(fyAS－f＇yA＇S)/ α1 fcb=
=5.24mm65.18 KN.M
满足要求，施工安全。

（2）、跨中处弯矩验算
fc=14.3N/㎜2 f＇y= fy=360N/㎜2
αs=25+12+25=62mm；h0=650-62=588 mm
由式α1 fcbx+ f＇yA＇S= fyAS由得
x=(fyAS－f＇yA＇S)/ α1 fcb==59.3mm
56.16 KN.M
满足要求，施工安全。

Mu= α1 fcbx (h0－x/2)+ f＇yA＇S (h0－α＇s)
=1.0*14.3*120*(588-59.3/2)+360*226*(588-25-6)
=958128.6+45317520
=46275648.6N·㎜
=46.3 KN.M>41.71 KN.M（对受拉钢筋取距，该数据为参考）(3)、计算斜截面受剪
、验算截面尺寸
hw= h0 =588 mm,
hw/b=588/120=6＞4.9＞4,处于厚腹梁与薄腹梁之间，
采用直线内差法
换算系数=0.2+（0.25-0.2）*（6-4.9）/(6-4）=0.23
混凝土强度为C30, fcuk=30N/㎜2151.49KN.M
满足要求，施工安全。

（3）端部斜截面受剪计算
、验算截面尺寸
hw= h0 =616 mm,
hw/b=616/1200=0.51<4,属于厚腹梁，
混凝土强度为C30, fcuk=30N/㎜2<50N/㎜2
故取βc=1.0
0.25βcfc b h0=0.25*1.0*14.3*1200*616
=2642640N=2642.64 K N＞Vmax=204.15K N截面满足要求。

、验算箍筋配置
该梁即受集中荷载，又受均布荷载，但集中荷载引起的剪力较大，故应该按集中荷载为主控荷载进行计算。

λ=a/ h0=1000/616=1.62
Vcs=1.75/(λ+1) ft b h0+1.0 fyv(nAsv1) h0/s
=1.75/ (1.62+1)*1.43*1200*616+1.0*210*4*28.3*616/100
=706.05 K N+146.45 K N=1471.4 K N＞＞204.15 K N
斜截面抗剪满足施工要求。

框支柱受压计算
框架柱基本参数见受力构件简介
fc=16.7N/㎜2 f＇y= fy=360N/㎜2
1、根据实际受力情况，可按照框架柱轴心正截面轴心受压计算
l0=H=3.9m
由l0/b=3900/600=6.5,根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）得ρ=1.0
Nu=0.9ρ（fcA+ f＇yA＇S）=0.9*1.0*[600*600*16.7+360*(1964+2513)]
=6861.348 K N＞＞204.15K N满足要求。

2、验算最小配筋率
ρ＇=A＇S/ A=（1964+2513）/600*600=1.24%＞0.6%可以
截面每一侧处
ρ＇=（628+982）/600*600=0.45%＞0.2%可以
故最小配筋率满足规范要求。

六、基础验算
由于基础受力构件为承台梁及预制桩。

其承载力远远大于外力荷载，升降机对其影响可忽略不计，故验算略。

七、结论
根据以上计算升降机基础设置在车库顶板，满足结构要求。

最小保险系数发生在肋梁支座负弯矩处取106.5/65.18=1.63。

八、参考文献
1、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
2、建筑施工手册第四版缩印本。

（中国建筑工业出版社）
3、混凝土结构设计原理。

（中国建筑工业出版社）。